Basiese beginsels van moduleringstegnieke

"Digitale-tot-analoog-omskakeling is die proses om een ​​van die kenmerke van 'n analoogsein te verander op grond van die inligting in digitale data. 'N Sinusgolf word gedefinieer deur drie kenmerke: amplitude, frekwensie en fase. As ons een van hierdie eienskappe verander, skep ons 'n ander weergawe van die golf. Dus, deur een eienskap van 'n eenvoudige elektriese sein te verander, kan ons dit gebruik om digitale data voor te stel. ----- FMUSER"


Daar is drie meganismes om digitale data in 'n analoogsein te moduleer: amplitude-verskuiwingstoetsing (VRA), frekwensie-skakeltoetsing (FSK), en faseverskuiwingstoetsing (PSK). Daarbenewens is daar 'n vierde (en beter) meganisme wat die verandering van die amplitude en fase, genaamd, kombineer kwadratuur amplitude modulasie (QAM).

bandwydte
Die vereiste bandbreedte vir analoog-oordrag van digitale data is eweredig aan die seinstempo, behalwe vir FSK, waarin die verskil tussen die draarsignale bygevoeg moet word.

Sien ook: >> Vergelyking van 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

Draer sein
By analoog-transmissie lewer die stuurtoestel 'n sein met 'n hoë frekwensie wat dien as basis vir die inligtingsein. Hierdie basissein word die draersignaal of draerfrekwensie genoem. Die ontvangstoestel is ingestel op die frekwensie van die draarsignaal wat dit van die sender verwag word. Digitale inligting verander dan die draersignaal deur een of meer van die kenmerke daarvan (amplitude, frekwensie of fase) te verander. Hierdie soort modifikasie word genoem modulasie (skiftoetsing).

1. Sleutel vir amplitude-skuif:
In die amplitude-skuifsleutel word die amplitude van die draarsignaal gewissel om seinelemente te skep. Beide frekwensie en fase bly konstant terwyl die amplitude verander.

Binêre VRA (BASK)
VRA word normaalweg slegs op twee vlakke geïmplementeer. Dit word verwys na binêre amplitude shift of on-off keying (OOK). Die piekamplitude van een seinvlak is 0; die ander is dieselfde as die amplitude van die draerfrekwensie. Die volgende figuur gee 'n konseptuele siening van binêre ASKS.

 

Sien ook: >> Wat is die verskil tussen AM en FM? 

implementering:
As digitale data aangebied word as 'n unipolêre NRZ digitale sein met 'n hoë spanning van 1V en 'n lae spanning van 0V, kan die implementering geskied deur die NRZ digitale sein te vermenigvuldig met die draarsignaal van 'n ossillator wat in die volgende figuur voorgestel word. As die amplitude van die NRZ-sein 1 is, word die amplitude van die draerfrekwensie gehou; wanneer die amplitude van die NRZ-sein 0 is, is die amplitude van die draerfrekwensie nul.




Bandwydte vir VRA:
Die draarsignaal is slegs een eenvoudige sinusgolf, maar die proses van modulasie lewer 'n nie-periodieke saamgestelde sein. Hierdie sein het 'n deurlopende stel frekwensies. Soos ons verwag, is die bandwydte eweredig aan die seinstempo (baud rate).

Daar is egter gewoonlik 'n ander faktor betrokke, genaamd d, wat afhang van die modulasie- en filterproses. Die waarde van d is tussen 0 en 

●Dit beteken dat die bandwydte uitgedruk kan word soos aangetoon, waar S die sein is en die B die bandbreedte.

Die formule wys dat die vereiste bandbreedte 'n minimum waarde van S en 'n maksimum waarde van 2S het. Die belangrikste punt hier is die ligging van die bandwydte. Die middel van die bandbreedte is waar die drafrekwensie geleë is. Dit beteken dat as ons 'n banddeurkanaal beskikbaar het, ons ons fc kan kies sodat die gemoduleerde sein daardie bandwydte beslaan. Dit is in werklikheid die belangrikste voordeel van digitale-analoog-omskakeling.

Sien ook: >>Wat is QAM: vierhoek amplitude modulasie 

2. Toets van frekwensieverskuiwing

By die toets van frekwensieverskuiwings word die frekwensie van die draarsignaal gewissel om data voor te stel. Die frekwensie van die gemoduleerde sein is konstant vir die duur van een seinelement, maar verander vir die volgende seinelement as die data-element verander. Beide piekamplitude en fase bly konstant vir alle seinelemente.

Binêre FSK (BFSK)
Een manier om na te dink oor binêre FSK (of BFSK) is om twee draerfrekwensies te oorweeg. In die volgende figuur het ons twee drafrekwensies f1 en f2 gekies. Ons gebruik die eerste draer as die data-element 0 is; ons gebruik die tweede as die data-element 1 is.




Die figuur hierbo toon: die middel van die een bandbreedte is f1 en die middelste van die ander is f2. Beide f1 en f2 is apart van die middelpunt tussen die twee bande. Die verskil tussen die twee frekwensies is 2∆f.

Sien ook: >> QAM Modulator & Demodulator  

implementering:
Daar is twee implementerings van BFSK: nie-samehangend en samehangend nie. In nie-koherente BFSK kan daar diskontinuïteit wees in die fase wanneer een seinelement eindig en die volgende begin. In samehangende BFSK gaan die fase voort deur die grens van twee seinelemente. Nie-koherente BFSK kan geïmplementeer word deur BFSK as twee ASK-modulasies te behandel en twee drafrekwensies te gebruik. Samehangende BFSK kan geïmplementeer word met behulp van een spanningsbeheerde ossillator (VCO) wat sy frekwensie verander volgens die insetspanning.

Die volgende figuur toon die vereenvoudigde idee agter die tweede implementering. Die inset na die ossillator is die unipolêre NRZ-sein. As die amplitude van NRZ nul is, hou die ossillator sy gereelde frekwensie; as die amplitude positief is, word die frekwensie verhoog.

Bandwydte vir BFSK:

Bogenoemde figuur toon die bandwydte van FSK. Weer is die draarsignale slegs eenvoudige sinusgolwe, maar die modulasie skep 'n nie-periodieke saamgestelde sein met kontinue frekwensies. Ons kan aan FSK dink as twee ASK-seine, elk met sy eie draerfrekwensie f1 en f2. As die verskil tussen die twee frekwensies 2∆f is, dan is die vereiste bandbreedte

3. Fase Shift Keying:
By fase-skakeling word die draer se fase gevarieer om twee of meer verskillende seinelemente voor te stel. Beide piekamplitude en frekwensie bly konstant namate die fase verander.

Binêre PSK (BPSK):
Die eenvoudigste PSK is binêre PSK, waarin ons slegs twee seinelemente het, een met 'n fase van 0 ° en die ander met 'n fase van 180 °. Die volgende figuur gee 'n konseptuele siening van PSK. Binêre PSK is so eenvoudig soos binêre ASK met een groot voordeel - dit is minder vatbaar vir geraas. In ASK is die kriterium vir bitdeteksie die amplitude van die sein. Maar in PSK is dit die fase. Ruis kan die amplitude makliker verander as wat dit die fase kan verander. Met ander woorde, PSK is minder vatbaar vir geraas as ASK. PSK is beter as FSK omdat ons nie twee draarsignale benodig nie.

Bandbreedte:
Die bandwydte is dieselfde as vir binêre ASK, maar minder as vir BFSK. Geen bandwydte word gemors vir die skeiding van twee draers seine nie.

Sien ook: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM modulasietipes

implementering:
Die implementering van BPSK is so eenvoudig soos vir ASK. Die rede is dat die seinelement met fase 180 ° gesien kan word as die komplement van die seinelement met fase 0 °. Dit gee ons 'n idee hoe om BPSK te implementeer. Ons gebruik 'n polêre NRZ-sein in plaas van 'n unipolêre NRZ-sein, soos getoon in die volgende figuur. Die polêre NRZ-sein word vermenigvuldig met die draerfrekwensie. Die 1 bis (positiewe spanning) word voorgestel deur 'n fase wat begin by 0 ° en die 0 bit (negatiewe spanning) word voorgestel deur 'n fase wat begin by 180 °.

 

4. Kwadratuur-amplitude-modulasie (QAM)
PSK word beperk deur die vermoë van die toerusting om klein faseverskille te onderskei. Hierdie faktor beperk sy potensiële bitsnelheid. Tot dusver het ons slegs een van die drie eienskappe van 'n sinusgolf op 'n slag verander; maar wat as ons twee verander? Hoekom nie ASK en PSK kombineer nie? Die idee om twee draers te gebruik, die een in-fase en die ander kwadratuur, met verskillende amplitude vlakke vir elke draer, is die konsep agter kwadratuur amplitude modulasie (QAM).

Die moontlike variasies van QAM is baie. Die volgende figuur toon 'n paar van hierdie skemas. In die volgende figuur toon Deel a die eenvoudigste 4-QAM-skema (vier verskillende seinelementtipes) met behulp van 'n unipolêre NRZ-sein om elke draer te moduleer. Dit is dieselfde meganisme wat ons vir ASK (OOK) gebruik het. Deel b wys 'n ander 4-QAM met behulp van polêre NRZ, maar dit is presies dieselfde as QPSK. Deel c toon 'n ander QAM-4 waarin ons 'n sein met twee positiewe vlakke gebruik om elk van die twee draers te moduleer. Laastens wys Deel - d 'n 16-QAM-konstellasie van 'n sein met agt vlakke, vier positief en vier negatief.

Jy kan ook graag: >>Wat is die verskil tussen "dB", "dBm" en "dBi"? 
                                >>Hoe om M3U / M3U8 IPTV-snitlyste handmatig te laai / by te voeg op ondersteunde toestelle
                                >>Wat is VSWR: Voltage Standing Wave Ratio

Los 'n boodskap 

boodskap Lys